Исследование электронных свойств пленок электроактивных полимеров класса полиариленфталидов вблизи порога зарядовой неустойчивости

• Автор: Рахмеев, Рустам Габдулшагитович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. ] Эффекты переключения в тонких пленках несопряженных ПОЛИМЕРОВ ПРИ приложении внешних воздействий

1.2 Исследование электрофизических свойств топких пленок

ПОЛИАРИЛЕНФТАЛИДОВ

1.3 Результаты исследования химической и электронной структуры

НЕСОПРЯЖЕННОГО ПОЛИМЕРА ПОЛИДИФЕНИЛЕНФТАЛИДА ЧИСЛЕННЫМИ МЕТОДАМИ

1.4 Основные механизмы переноса зарядов в органических ДИЭЛЕКТРИКАХ

1.4.1 Механизмы переноса носителей заряда на границе метал диэлектрик
1.4.2 Эффект Пула-Френкеля
1.4.3 Прыжковый транспорт по центрам с гауссовым распределением энергетических уровней
1.5 Заключение
ГЛАВА
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Полидифениленфталид и его свойства
2.2 Изготовление пленочных образцов
2.3 Экспериментальная установка для измерений спектров
- электропоглощения 77 77.777
2.4 Методика измерения зависимостей вольтамперных характеристик от температуры
2.5 Методика измерения зависимостей вольтамперных характеристик от влажности
2.6 Методика измерения подвижности зарядов времяпролетным методом
2.7 Анализ ошибок измерений
2.7.1. Прямые измерения
2.7.2. Косвенные измерения
ГЛАВА
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСПОРТА НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПЛЕНКАХ ПОЛИДИФЕНИЛЕНФТАЛИДА
3.1 Исследование оптических свойств пленок полидифениленфталида методом модуляционной спектроскопии
3.2 Влияние примесей на модуляционный спектр полимера
3.3 Изучение механизмов переноса заряда в гетероструктурах полимер / Б1
3.4 Влияние избыточного давления на дрейфовую подвижность носителей заряда в пленках полидифениленфталида
3.5 Выводы
ГЛАВА
ТРАНСПОРТНЫЙ СЛОЙ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДВУХ ПОЛИМЕРНЫХ СЛОЕВ
4.1 Исследование транспорта зарядов вдоль границы раздела двух
полимерных пленок
4.2. К вопросу об оценке подвижности вдоль границы раздела полимер/полимер
4.3 Влияние допирования на проводимость вдоль границы раздела полимер/ полимер
4.4 Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Введение.
Актуальность темы. В последнее время транспорт носителей зарядов в органических материалах интенсивно исследуется как экспериментально, так и теоретически. Одним из перспективных объектов исследований является новый класс полимеров - полиариленфталидов [1]. Эти полимеры, обладая несопряженной системой тг-электронов, отличаются нетипичными электрофизическими характеристиками, приводящими к возникновению высокой металлоподобной проводимости без использования методов химического допирования. Известно несколько методов генерации металлоподобного состояния в полимерах с помощью одноосного давления, электрического поля, термоионизации объемных ловушек, и т.д. Существует ряд моделей, которые в той или иной степени объясняют это явление. Однако ни одна из них не объясняет как всю совокупность явлений приводящих к высокой проводимости в широкозонном органическом материале, так и природу высокой проводимости. Проблема заключается в том, что высокая электропроводность возникает в полимере, имеющем большую около 4 эВ ширину запрещенной зоны. По всем признакам это диэлектрические материалы, проводимость в которых возможна- по локализованным состояниям в запрещенной зоне. Однако хорошо известно, что такая электропроводность ограничена по своей величине и должна носить активационный характер. В то же время в известно, что в материалах типа полидифениленфталида проводимость достигает значений сравнимых с проводимостью металлов не только по величине, но и по характеру температурной зависимости. До настоящего времени практически отсутствует информация об электронных состояниях в запрещенной зоне полимерного материала ответственных за возникновение высокой проводимости. Очевидно влияние границ раздела метал/полимер,

дно зоны проводимости
Рис. 1.4.1. К механизмам переноса носителей заряда на границе метал/диэлектрик.
При дальнейшем увеличении напряженности поля высота и ширина потенциального барьера уменьшаются до такой величины, что проявляется и становится преобладающим новый физический эффект: квантовомеханическое туннелирование электрона сквозь потенциальный барьер.
Ток, обусловленный туннельной эмиссией, облегченной полем описывается уравнением Фаулера-Нордгейма
4л/2т' (е(рв У2
J ~ Р2 ехр
ЗеЙТ
(1.4.5)
где т *- эффективная масса носителя тока, й-постоянная Планка.
Таким образом термоэлектронная эмиссия преобладает при высоких температурах и относительно низких электрических полях. Ток, обусловленный туннельной эмиссией имеет место при низких температурах и высоких значениях электрического ПОЛЯ.